摘要：SpaceWire是ESA和NASA推荐的新一代星载数据总线标准,其应用方向之一是构建统一总线星载网络。星载网络是典型的实时系统,它对网络信息的传输时延具有严格要求。然而,传统SpaceWire网络多源、异步、事件触发的特性使它难以提供确定的信息传输时延,这制约了它在统一总线星载网络中的应用。本文为克服SpaceWire的上述应用瓶颈,提出一种基于时间触发的SpaceWire星载网络通信协议,并提出相应的节点通信调度算法,通过合理的规划使节点在确定的时间窗口发送通信数据,从而避免了网络资源冲突,使信息传输时延的确定性得到保证。

摘要：为保证SpaceFibre星载数据网络中大量实时数据流的超高速可靠传输,提出一种基于FPGA的SpaceFibre服务质量机制设计方案。通过对网络流控制和服务质量机制的分析,构建出SpaceFibre服务质量硬件架构;在此基础上,利用存储控制、增量计算和并行比较等方式,保障架构的高速有效运行。实验结果表明,该设计符合SpaceFibre协议标准,具有良好的高效性、灵活性和可靠性,为完整开发具有航天工程实用价值和自主知识产权的IP核提供参考。

摘要：SpaceWire总线是欧洲空间局为航天应用而设计的一种高速、点对点、全双工的总线网络。时延抖动是表征网络传输性能的关键参数,它度量了端到端的最大传输时延和最小传输时延的差。通过建模仿真,对于某特定应用场景下的SpaceWire总线的时延抖动进行了定量分析和研究。利用Opnet建立仿真模型,通过仿真得出最大传输时延和最小传输时延,从而统计出时延抖动。对时延抖动进行定性、定量的分析,获得对时延抖动有影响的关键参数。根据分析结论,提出了分优先级、分时和动态路由算法三种改善时延抖动的建议和方法。本文的研究成果对于构建低时延抖动的SpaceWire总线网络具有参考意义。

摘要：为实现SpaceFibre标准协议中网络层的功能,提出一种以FPGA为核心的路由器设计方案。根据协议的规范,设计出5个端口的路由器,包括4个普通端口和1个配置端口,每个普通端口有4条虚拟通道。考虑到虚拟通道路由依然存在数据阻塞的可能,在交叉开关矩阵(CrossBar)结构上增添轮询仲裁的路由算法。用Verilog代码实现该路由器功能,使用XC6SLX9型号的FPGA进行Modelsim的仿真,验证了该设计方案的正确性和有效性。

摘要：针对SpaceFibre星载数据网络中超高速数据交换的应用需求,提出低延时可重构SpaceFibre路由器设计方案。采用多模式包头识别状态机,支持完整的路由器功能;利用并行映射,降低映射延时;通过可重构混合机制仲裁器,提高仲裁方式的灵活性,缩短仲裁延时。在型号为XC7Z100FFG900-2的FPGA上对该方案进行实现,实验结果表明,该路由器功能完备,最大工作频率为240.96MHz,占用寄存器和查找表资源分别为0.5%和2.02%。

摘要：为满足航天器有效载荷间高速数据多路传输的未来发展需求,对基于SpaceWire总线协议的星载数据路由的设计方案进行了研究;在SpaceWire总线标准网络层分析的基础上,提出了基于输出端口错位和时间片循环调度的cell矩阵的无阻塞路由,通过Cell矩阵输出端错位以及时间片循环调度的方法来避免输入端口和输出端口优先级的判别,以此简化算法,减少硬件开支和缩短时间延时,同时在Virtex-5FX开发板上搭建了硬件平台,进行了整个系统的验证,软核的频率能够达到75MHz。